Les différences entre la galvanisation à chaud et le zingage

Dans l'industrie manufacturière, la galvanisation à chaud et le zingage sont deux des méthodes les plus courantes d'application d'un revêtement de zinc protecteur sur des composants en acier ou en fer.

La principale différence entre les deux est que la galvanisation à chaud consiste à immerger le composant en acier dans une cuve de zinc fondu à chaud, tandis que le zingage utilise l'électrolyse (courant électrique) pour revêtir le zinc à la place.

Dans cet article, nous examinerons plus en détail les différences entre les deux procédés et la façon dont ils affectent les propriétés métallurgiques du composant en acier.

Quand et pourquoi les revêtements de zinc sont-ils nécessaires ?

L'

acier est l'un des matériaux couramment utilisés dans la fabrication en raison de sa polyvalence, de sa résistance et de ses prix compétitifs. Cependant, l'acier a toujours eu son talon d'Achille ; la corrosion. C'est la substance brun rougeâtre, rugueuse et feuilletée que l'on voit sur les vieux ponts et les épaves. L'acier a donc besoin d'être modifié pour être plus durable, en particulier lorsqu'il est exposé aux éléments.

La

corrosion se produit lorsque l'acier réagit chimiquement avec l'eau et l'air de l'environnement et forme un oxyde de fer. L'oxyde de fer est la rouille que vous voyez à l'extérieur. Dans ce cas, la surface en acier a été oxydée par l'oxygène de l'air et de l'eau. La corrosion ne se produit que sur le métal exposé à l'environnement extérieur, de sorte que la protection de la couche la plus externe du métal est souvent suffisante.

La résistance à la corrosion est essentielle pour les petits composants tels que les écrous et les boulons, ainsi que les rondelles et les vis mécaniques, car ces types de fixations sont utilisés pour assembler plusieurs objets ensemble. En conséquence, tout endommagement de ces composants sera préjudiciable à l'ensemble du montage, ce qui peut être à la fois dangereux et coûteux à réparer si aucune précaution n'est prise.

La solution à ce problème a été de revêtir les pièces en acier d'un autre métal. L'autre métal agit essentiellement comme un revêtement sacrificiel, étant oxydé à la place de l'acier sous-jacent pour fournir une barrière de protection.

Les revêtements de zinc sont également utilisés comme méthode pour empêcher la fragilisation par l'hydrogène. Ce processus est la détérioration des propriétés structurales d'un métal, la présence d'hydrogène diffusible entraînant la fragilité et la fissuration du métal.

Le degré de fragilisation étant directement affecté par la microstructure du métal et la quantité d'hydrogène absorbée, la meilleure mesure préventive consiste à minimiser le contact entre les deux. C'est là que l'application d'un revêtement, tel que le zingage, contribue à protéger la surface du composant contre l'hydrogène atomique.

Accu peut fournir une gamme de fixations à haute résistance qui ont été défragilisées, un traitement thermique qui minimise le risque que le revêtement ne protège pas contre les fissures.

Ce processus est important car si un composant, par exemple une vis à tête cylindrique, ne passait pas par procédure de fragilisation, il sera impropre à l'utilisation. Le composant tombera en panne à moins de la moitié de la force de serrage spécifiée.

Bien que le zinc soit l'un des revêtements protecteurs les plus populaires, les autres métaux couramment utilisés pour le placage incluent l'or, l'argent et le nickel. Accu propose un placage dans tous ces métaux, y compris le zinc. Nous offrons également un service de fabrication sur mesure, afin que vous puissiez obtenir des vis sur mesure plaquées avec ces métaux.

Qu'est-ce que la galvanisation à chaud ?

Lorsque les gens disent « galvaniser », ils sont généralement en référence à la galvanisation à chaud. Au cours de ce processus, le composant en fer ou en acier est immergé dans un bain de zinc liquide et chaud en fusion. La température du zinc fondu est d'environ 450 °C (842 °F).

Ici, le zinc fondu se lie chimiquement à l'acier ou au fer, produisant une couche protectrice externe de zinc lorsqu'il se refroidit et réagit avec l'oxygène de l'atmosphère, formant ainsi de l'oxyde de zinc (ZnO). Cela réagit ensuite avec le dioxyde de carbone, provoquant une couche protectrice de carbonate de zinc (ZnCO3) qui donne un aspect grisâtre terne.

Étapes de la galvanisation à chaud

1) Cycle de nettoyage pour préparer la surface

Pour obtenir un traitement de galvanisation de bonne qualité, la surface métallique doit être très propre. Les processus de nettoyage de surface comportent 3 étapes principales. Tout d'abord, le dégraissage permet d'éliminer les résidus organiques, la saleté et l'huile. On procède ensuite à un décapage avec une solution acide pour éliminer les dépôts de calamine et la rouille. Enfin, le procédé de fluxage garantit qu'aucune oxydation ne se produit sur le métal de base avant qu'il ne soit plongé dans le bain de zinc fondu.

2) Processus de séchage

Le composant subit un rinçage entre le dégraissage, le décapage et le fluxage pour éliminer toute trace d'oxydation restante sur la surface. Ensuite, le composant est séché avant d'être prêt à être immergé dans le bain de zinc fondu. À ce stade, il est essentiel que tous les contaminants aient été éliminés de la surface du composant, car l'acier souillé ne réagira pas avec le zinc.

3) Galvanisation

Le composant propre passe enfin dans le bain de zinc fondu. Cette étape ne dure généralement que cinq minutes environ pour les petites pièces, mais elle est plus longue pour les pièces plus grandes.

4) Traitement post-galvanisation

La pièce galvanisée est refroidie et peut subir des processus supplémentaires, tels que la peinture ou le revêtement en poudre.

Pourquoi ne pas utiliser des composants en acier inoxydable à la place ?

Les composants en acier inoxydable et en acier galvanisé sont parfaits pour résistance à la corrosion. Cependant, la galvanisation peut souvent être beaucoup plus rentable que l'utilisation d'acier inoxydable.

C'est également l'un des moyens les plus écologiques de fournir une résistance à la corrosion, car tout zinc qui ne forme pas de revêtement sur les composants en acier ou en fer pendant le trempage à chaud restera dans le bain de galvanisation, prêt à être réutilisé.

Un autre facteur important dans le choix d'utiliser des composants en acier galvanisé à chaud au lieu de composants en acier inoxydable est la résistance à la traction de la vis, de l'écrou ou du boulon. Si une application nécessite des boulons structuraux pour des fixations à fortes contraintes et pour fixer ensemble des objets lourds, un fabricant peut choisir d'utiliser des attaches en acier à haute résistance.

Alors que les composants en acier inoxydable peuvent être produits à des degrés de résistance à la traction élevés, le coût unitaire nettement plus élevé peut souvent signifier que les composants en acier galvanisé à chaud sont une option plus attrayante.

Qu'est-ce que le zingage ?

Le zingage fait référence à la galvanoplastie au zinc, une méthode qui utilise le courant électrique pour casser réduire le zinc en ions (minuscules particules chargées) et le déposer sur le composant métallique. Le procédé est réalisé en formant une simple cellule électrolytique constituée du zinc, d'une solution aqueuse et du composant à plaquer.

Comment fonctionne le processus de zingage

Ici, le zinc est appelé anode (charge positive) et le composant à plaquer est appelé cathode (charge négative). En termes simples, lorsque vous faites passer un courant électrique continu à travers la cellule, l'anode de zinc commence à se décomposer en minuscules ions zinc.

Puisque les ions zinc sont chargés positivement, ils sont attirés vers la borne positive (composant en acier qui nécessite un placage), de sorte qu'ils s'écoulent vers elle. La solution aqueuse facilite le mouvement des ions. Lorsqu'ils atteignent le composant, les ions zinc forment une couche extérieure nette de zinc.

Différences communes entre les composants galvanisés et zingués

1) Apparence

Les

composants galvanisés qui ne sont pas traités présentent souvent une couleur grise atténuée qui est assez rugueuse. Les pièces zinguées sont souvent plus lisses et plus brillantes et peuvent également présenter une finition colorée, comme le bleu ou le jaune.

2) Épaisseur

Le zingage produit un revêtement assez mince, de l'ordre de 0,005 mm à 0,025 mm. Il devient plus coûteux d'obtenir un revêtement plus épais que celui-ci avec une galvanoplastie au zinc. Avec la galvanisation à chaud, vous pouvez obtenir une épaisseur de plus de 0,1 mm.

3) Durabilité

Comme vous pouvez obtenir une plus grande épaisseur avec la galvanisation à chaud, cela signifie que les pièces galvanisées peuvent durer des années, voire des décennies, sans rouiller. En fait, le processus de rouille est si lent qu'à mesure que le zinc rouille, il produit de l'oxyde de zinc, ce qui ajoute une couche de protection supplémentaire.

Avec le zingage, les plus petites épaisseurs signifient que les pièces zinguées ne sont pas aussi durables que les pièces galvanisées. Par conséquent, il n'est pas adapté à une application extérieure, sauf s'il a été traité par la suite.

4) Force

Les pièces galvanisées ayant un revêtement de zinc plus épais, cela signifie qu'elles sont plus résistantes et plus résistantes, en particulier dans les applications extérieures. La vitesse de corrosion étant assez lente, le revêtement conserve sa résistance sur une plus longue période de temps.

5) Coût

C'est là que le zingage l'emporte, étant un métal plus facilement disponible, il est plus rentable que la galvanisation à chaud, en particulier pour les petits composants. Le zinc est également beaucoup moins cher que d'autres métaux tels que l'or.

6) polyvalence

La

galvanisation à chaud peut être utilisée pour presque tous les composants en acier ou en fer, grands ou petits. Ils peuvent également être utilisés dans des applications extérieures et intérieures.

Le zingage est principalement limité aux petites pièces métalliques telles que les écrous, les boulons et les vis. Ils sont également principalement adaptés aux applications intérieures. Cependant, ils présentent une meilleure soudabilité que les pièces galvanisées.

Galvanisation à chaud vs zingage - Quelle est la meilleure option ?

En conclusion, en raison du coût par composant inférieur et de la résistance globale à la corrosion plus faible, une finition zinguée convient mieux aux petites pièces utilisées à l'intérieur, comme les écrous, les vis et les boulons.

D'autre part, la galvanisation à chaud produit un revêtement de zinc plus épais, offrant ainsi aux pièces une finition plus solide et plus durable. Cela en fait la meilleure option pour les applications extérieures où vous avez besoin d'une plus grande résistance à la corrosion.